專(zhuān)利名稱(chēng)：節(jié)能環(huán)保型扁平火焰燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于為石油化工管式加熱爐、工業(yè)窯爐、焚燒爐及其它各種利用燃 料氣燃燒提供熱量的設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是一種節(jié)能環(huán)保型扁平火焰燃燒器。
背景技術(shù)：
在石油、石化、冶金、機(jī)械等行業(yè)的加熱爐、窯爐、焚燒爐或鍋爐，都需要使 用燃燒器這種設(shè)備，燃燒器是通過(guò)燃料與空氣的燃燒化學(xué)反應(yīng)將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化 為熱能，用以加熱各種物料，以實(shí)現(xiàn)物料的升溫、千燥或化學(xué)反應(yīng)等工藝過(guò)程的一 種設(shè)備。在燃料的燃燒過(guò)程中普遍存在部分燃料不能完全反應(yīng)的情況，還會(huì)產(chǎn)生一
些諸如N0x(包括N0、 ,2等)、C0、 S02、 S03及粉塵等有害的污染物、發(fā)出很高的射 流和燃燒噪聲，這些情況一方面降低加熱爐的效率、造成部分能量的損失，另一方 面也對(duì)人體健康、大氣環(huán)境產(chǎn)生危害。
因此，研究開(kāi)發(fā)燃燒完全、污染物排放量低的節(jié)能環(huán)保型燃燒器一直是這一領(lǐng) 域努力的方向。為達(dá)到燃燒器燃燒完全、污染物排放量低的目的，通常采用技術(shù)手
段包括:
(1)加強(qiáng)供風(fēng)，強(qiáng)化燃料與空氣的混合，如采用分級(jí)送風(fēng)、旋流送風(fēng) 料與 空氣預(yù)混燃燒等等，以提高燃燒的完善程度；
(2)預(yù)熱燃料或空氣，改善燃燒初始條件，提高燃燒效率，減少C0、粉塵的 生成與排放；
(3)減少過(guò)剩空氣，降低排煙損失，提高加熱爐總體熱效率；
3(4)采用分段(級(jí))燃燒技術(shù)、煙氣再循環(huán)割氐NOx燃燒技術(shù)，減少N0x排放；
而對(duì)于石油化工轉(zhuǎn)化爐用頂部燃燒器來(lái)說(shuō)，由于其自身的工藝與燃料特點(diǎn)，可 選擇的手段十分有限
(1) 火焰向下燃燒，由于浮力的作用，火焰容易發(fā)飄，因此要求好的剛性，旋 流送風(fēng)削弱火焰剛性；
(2) 燃燒器功率小、燃料氫含量高，又要求足夠的火焰長(zhǎng)度，就不能過(guò)于強(qiáng)化 燃料與空氣的混合，尤其是預(yù)混燃燒，火焰短、造成爐頂纟顯度高，且操作難度大、 易發(fā)生回火；
(3) 燃燒器數(shù)量多、調(diào)節(jié)難度大，因而要求簡(jiǎn)化操作，保證燃燒器負(fù)荷一致， 爐內(nèi)溫度分布均勻。
曾經(jīng)有傳統(tǒng)的二次配風(fēng)圓焰燃燒器，由于燃燒強(qiáng)化，燃料在火道內(nèi)部大量燃燒， 不僅造成燃燒器內(nèi)部超溫，而且其向外散熱使得爐頂溫度過(guò)高，操作環(huán)境惡劣。并 且圓形火焰形成的高溫?cái)U(kuò)散氣流沖擊爐管，造成爐管高 顯變形、氧化，管內(nèi)催化劑 失效等等一系列問(wèn)題。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提出一種節(jié)能環(huán)保型扁平火焰燃燒器。采用二次送風(fēng)和 煙氣再循環(huán)技術(shù)，強(qiáng)化燃燒，降低過(guò)剩空氣系數(shù)，達(dá)到節(jié)約能源、改善加熱爐流場(chǎng) 與溫度分布，提高綜合熱效率，降低NOx污染物排放的目的。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是其主要由燒嘴磚、燃?xì)鈬娮臁?箱體和空氣調(diào)節(jié)蝶閥組成，燒嘴磚、燃?xì)鈬娮煸O(shè)置在箱體內(nèi)，燃?xì)鈬娮斓念^部同軸 布置于燒嘴磚的火道中心，在箱體一側(cè)開(kāi)有空氣進(jìn)口并在該空氣進(jìn)口上設(shè)置有空氣 調(diào)節(jié)蝶閥，燒嘴磚的中心是一先收縮后擴(kuò)張、橫斷面為長(zhǎng)方形的火道，即一次風(fēng)通 道，在長(zhǎng)方形斷面的火道長(zhǎng)邊兩側(cè)各設(shè)置一組橫斷面為圓形或長(zhǎng)條形的二次風(fēng)通，該二次風(fēng)通道在接近中心火道出口處斜向進(jìn)入火道。
本實(shí)用新型從燃燒器的燒嘴磚、燃?xì)鈬娮?、箱體和空氣調(diào)節(jié)蝶閥各組成部分 入手，對(duì)燃?xì)鈬娮炫c燒嘴磚這兩項(xiàng)決定燃燒器性能的主要部件，從原理上進(jìn)行技術(shù)
改進(jìn)，綜合運(yùn)用二次送風(fēng)技術(shù)、煙氣再循環(huán)技術(shù)這兩項(xiàng)強(qiáng)化it燒技術(shù)與低NOx燃
燒技術(shù)，使該燃燒器在節(jié)能與環(huán)保兩方面都取得了良好效果，并在工業(yè)應(yīng)用中得到 體現(xiàn)。緊湊的燒嘴磚結(jié)構(gòu)可以使其整體放置于爐頂耐火、保^M內(nèi)部，使火焰高溫 區(qū)處于爐膛內(nèi)部，爐頂溫度降低，改善操作條件。
由于燒嘴磚將一次風(fēng)通道與二次風(fēng)通道組合為一體，利用燃燒器內(nèi)部氣體動(dòng) 力機(jī)制，實(shí)現(xiàn)一、二次風(fēng)自動(dòng)比例調(diào)節(jié)。燃燒器f共風(fēng)量?jī)H僅需要^吏用總風(fēng)道閥門(mén)進(jìn) 行調(diào)節(jié)， 一來(lái)簡(jiǎn)化操作，二來(lái)可以更準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)供風(fēng)量，斷氐過(guò)?？諝猓巳?工調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)造成的不同燃燒器的比例誤差，更能保證整臺(tái)爐子各燃燒器燃燒 的一致性，保證加熱爐水平方向上，分布的均勻性。且燃?xì)鈬娮焱S布置于燒嘴 磚的火道中心，二者共同組 燒器的主要燃燒通道。噴嘴頭噴出不同方向角度的 燃?xì)饬?，形成一種扇形擴(kuò)張的燃?xì)饬鞣植?，與空氣混合燃燒，并在燒嘴fil、 二次 風(fēng)道的約束下形成扁平狀的火焰形式。該扁平狀的火焰形式增大了火焰輻射散熱面
積，比如對(duì)于長(zhǎng)寬比為3:1 4:1的扁平狀的火焰，其周長(zhǎng)為同樣截面積的圓形火焰 的1.30 1.41倍。增大的火焰輻射散熱面積一方面擴(kuò)^W爐管的輻射面，使各爐管 在7K平方向受熱均勻；另一方面降低火焰溫度，并且火道噴出的高速火焰射流的巻 吸作用還能將相對(duì)低溫的爐內(nèi)煙氣引入火焰內(nèi)部，進(jìn)一步降低火焰溫度，減少NOx 的生成與排放。
其具有以下特點(diǎn)
一、強(qiáng)化了燃?xì)馀c空氣的混合，降低過(guò)?？諝饬浚垂?jié)約會(huì)撫又減少過(guò)剩02， 抑制污染物N0x的生成與排放；
5二、 降低了火焰溫度，減少了污染物NOx的生成與排放；
三、 簡(jiǎn)化供風(fēng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，風(fēng)量控制準(zhǔn)確，有利于燃燒器優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮；
四、 降低內(nèi)部溫度、采取消音措施，改善操作環(huán)境。
五、 與其它此類(lèi)燃燒器相比，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理并且有效，形成的火焰結(jié) 構(gòu)穩(wěn)定，燃燒效率高，更適應(yīng)頂燒爐的工藝要求。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1A-A的剖面圖。
圖3是燃?xì)鈬娮祛^的局部放大圖。
圖4是圖3的仰視圖。
圖中1、燃?xì)鈬娮欤?、空氣調(diào)節(jié)蝶閥，3、空氣進(jìn)口， 4、燒嘴磚，5、穩(wěn)焰 罩，6、燃?xì)馍淞鳎?、 二次風(fēng)出口， 8、火道(一次風(fēng)邀，9、耐溫纖維棉層，10、 循環(huán)煙氣，11、爐頂耐火層表面，12、燃?xì)鈬娍祝?3、箱體。
具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型用于以燃?xì)鉃槿剂?、布置于加熱爐頂部火焰向下燃燒、形成扁平火 焰的燃燒器。
以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的實(shí)施例如下
如圖1結(jié)合圖2所示，本實(shí)施例所述的燃燒器主要由燃?xì)鈬娮?、空氣調(diào)節(jié)蝶
閥2、燒嘴磚4及箱體13組成，燃?xì)鈬娮?和燒嘴磚4設(shè)置在箱體內(nèi)，箱體為立方 形密閉結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯耐溫纖維棉層9作為消音、隔熱層，以減少散熱，消除射流與燃 燒噪聲。在箱體一側(cè)開(kāi)有空氣進(jìn)口 3并在該空氣進(jìn)口 3上設(shè)置有空氣調(diào)節(jié)蝶閥2， 實(shí)IIX寸一、二次風(fēng)自動(dòng)比例調(diào)節(jié)，而不必分別對(duì)一、二次風(fēng)分別調(diào)節(jié)，這樣可以使 大數(shù)量燃燒器的控制簡(jiǎn)化，減少過(guò)?？諝猓岣呷紵?，降低了N0x的排放量。燃?xì)鈬娮?的頭部同軸布置于燒嘴磚4的火道8中心，二者共同組成燃燒器的主要 燃燒通道。燃?xì)鈬娮?頭上的燃?xì)鈬娍诪樘菁?jí)分布，并設(shè)置一碗形穩(wěn)焰罩5 (如圖 3-4所示)，每一級(jí)布置數(shù)個(gè)不同方向噴射的燃?xì)鈬娍?2，形成相互引燃的穩(wěn)焰機(jī) 制，與噴嘴頭部的碗形穩(wěn)焰罩5—起，起到雙重的穩(wěn)焰作用，以保證在大量一次風(fēng) 條件下的火焰穩(wěn)定引燃。
燒嘴磚4的中心是一先收縮后擴(kuò)張、橫斷面為長(zhǎng)方形的火道8——S卩一次風(fēng)通 道，進(jìn)口為一錐形收縮段，經(jīng)過(guò)一直段穩(wěn)定后擴(kuò)張開(kāi)來(lái)， 一次風(fēng)就經(jīng)ltbS道進(jìn)入， 與布置其中心軸的燃?xì)鈬娮?噴出的燃?xì)饬骰旌虾笾鹑紵?。這種火道形式能夠改 善氣流的方向性，增強(qiáng)火焰的附性。在長(zhǎng)方形斷面火道8的每一條長(zhǎng)邊一側(cè)各設(shè)置 一組橫斷面為圓形或長(zhǎng)條形的二次風(fēng)通道7,每一組二次風(fēng)通道為五個(gè)，在接近中 心火道出口處，二次風(fēng)通道以30。角斜向通入火道8，與燃燒火焰混合， 一方面強(qiáng) 化混合， 一方面約束火焰向兩側(cè)發(fā)散。傳統(tǒng)二次送風(fēng)技術(shù)的一次風(fēng)量占總風(fēng)量約 30%，主要用作跟部風(fēng)，為火焰的引燃和穩(wěn)定提供條件。該實(shí)施例的一次風(fēng)量占總 風(fēng)量約70 80%，主要起強(qiáng)化燃燒和加強(qiáng)火焰剛性的作用，以提高燃燒效率，降低 燃?xì)庀?。?0 30%的二次風(fēng)量除了強(qiáng)化后部混^^燃燒，更主要是為了強(qiáng)化火焰 剛性、穩(wěn)定火焰形狀。
本實(shí)施例使用時(shí)，燃料氣進(jìn)入燃?xì)鈬娮?后從噴嘴頭燃?xì)鈬?L 12噴出不同方 向角度的燃?xì)馍淞?，形成一種扇形擴(kuò)張的燃?xì)饬鞣植?。燃料氣燃燒所需要的空?從空氣進(jìn)口 3由鼓風(fēng)機(jī)強(qiáng)制送入或由加熱爐內(nèi)外的壓力差自然吸入，空氣流量由空 氣調(diào)節(jié)蝶閥2進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。燃?xì)馀c一次風(fēng)在燒嘴磚4的火道8內(nèi)混合后在穩(wěn)焰罩 5的保護(hù)下穩(wěn)定著火燃燒，并高速?lài)姵龌鸬?。 二次風(fēng)在火道8接近出口處的二次 風(fēng)出口7噴出，MA火焰參與燃燒。從火道8高速?lài)姵龅娜紵鹧鎺單訜釥t內(nèi)部 的煙氣進(jìn)入火焰，這部分煙氣稱(chēng)為循環(huán)煙氣10，因?yàn)檫@^fel:因氣是燃?xì)馊紵傻牟⒊涑饬擞蔂t頂耐火層表面11和周?chē)鸂t墻包圍的整個(gè)爐膛。
燃?xì)鈬娚渑c燃燒產(chǎn)生很高的高頻和低頻噪聲，利用敷設(shè)在燃燒器箱體13內(nèi)表
面的耐溫纖維棉層9可以吸收其中的一大部分，減少噪聲外泄。
權(quán)利要求1、一種節(jié)能環(huán)保型扁平火焰燃燒器，包括燃?xì)鈬娮?1)，空氣調(diào)節(jié)蝶閥(2)及箱體(13)，其特征是還設(shè)置有燒嘴磚(4)，該燒嘴磚(4)位于箱體內(nèi)，所述的燃?xì)鈬娮?1)的頭部同軸布置于燒嘴磚(4)的火道(8)中心，燒嘴磚(4)的中心是一先收縮后擴(kuò)張、橫斷面為長(zhǎng)方形的火道(8)，即一次風(fēng)通道，在長(zhǎng)方形斷面的火道(8)長(zhǎng)邊兩側(cè)各設(shè)置一組橫斷面為圓形或長(zhǎng)條形二次風(fēng)通道(7)，該二次風(fēng)通道(7)在接近中心火道(8)出口處斜向進(jìn)入火道(8)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能環(huán)保型扁平火焰燃燒器，其特征是燃?xì)鈬娮?(1)頭部的燃?xì)鈬娍诪樘菁?jí)分布，每一級(jí)布置數(shù)個(gè)不同方向噴射的燃?xì)鈬娍?12)，并設(shè)置一碗形穩(wěn)焰罩(5)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能環(huán)保型扁平火焰燃燒器，其特征是所述的箱體為立方形密閉結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯耐溫纖維棉層(9)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能環(huán)保型扁平火焰燃燒器，其特征是-所述的二 次風(fēng)通道(7)在接近中心火道(8)出口處以30°角斜向通入火道(8)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)的一種節(jié)能環(huán)保型扁平火焰燃燒器其主要由燃?xì)鈬娮?1)、空氣調(diào)節(jié)蝶閥(2)、燒嘴磚(4)及箱體組成，燒嘴磚、燃?xì)鈬娮煸O(shè)置在箱體內(nèi)，燃?xì)鈬娮斓念^部同軸布置于燒嘴磚的火道中心，在箱體一側(cè)開(kāi)有空氣進(jìn)口并在該空氣進(jìn)口上設(shè)置有空氣調(diào)節(jié)蝶閥，燒嘴磚的中心是一先收縮后擴(kuò)張、橫斷面為長(zhǎng)方形的火道(8)，即一次風(fēng)通道，在長(zhǎng)方形斷面的火道長(zhǎng)邊兩側(cè)各設(shè)置一組橫斷面為圓形或長(zhǎng)條形二次風(fēng)通道(7)，該二次風(fēng)通道在接近中心火道接近出口處斜向進(jìn)入火道。本實(shí)用新型采用二次送風(fēng)和煙氣再循環(huán)技術(shù)，強(qiáng)化燃燒，降低過(guò)?？諝庀禂?shù)，達(dá)到節(jié)約能源、改善加熱爐流場(chǎng)與溫度分布，提高綜合熱效率，降低NOx污染物排放的目的。
文檔編號(hào)F23D14/20GK201425305SQ20092008898
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者劉超杰, 單忠民 申請(qǐng)人:單忠民;劉超杰